電源模塊能量從高溫區傳遞到低溫區域基礎方法有三種:輻射、傳輸和對流。
輻射:不一樣溫度的兩個物塊間發熱量的電磁感應傳遞。傳輸:發熱量通過固態介質的傳遞。對流:發熱量通過流體介質(氣體)的傳遞。
在各種各樣的具體運用中,全部三種發熱量傳遞的方法常有不一樣水平的效果。在絕大多數運用中,對流是最關鍵的發熱量傳遞方法,若加上此外兩種散熱方法,實際效果更優。但在一些狀況下,這兩種方法也可能會產生反效果。因而,設計方案優質的散熱系統時,全部三種發熱量傳遞方法都理 用心考慮到 。
1、輻射源 散熱
當兩個不一樣溫度的介面相對時,將造成發熱量的持續輻射傳遞。輻射對某些物塊溫度的最后影響決策于很多要素:各構件的溫度差、相關構件的方位、構件表層的光滑度及其 相互的間距等。因為沒辦法把這種要素量化分析,再加上周邊環境自身的輻射式動能互換的影響,因而測算輻射對溫度的危害很繁雜,很難精準算計。
開關電源變換器控制模塊具體運用中,不太可能單借助輻射式散熱做為轉化器的制冷方式。在絕大多數狀況下,輻射源只有消散總發熱量的10 %或以下,因而,輻射散熱一般只有作為關鍵散熱方法之外 的一種輔助方式,而且熱設計方案時一般都不考慮到它對電源模塊溫度的影響。在具體運用中,一般變換器控制模塊的溫度都高過自然環境溫度,因而,輻射動能傳遞有利于散熱。可是,在一些狀況下,控制模塊周邊一些熱源(電子器件板,大功率電阻等)的溫度比電源模塊的溫度更高,這些 物體的輻射熱反倒會使控制模塊的溫度上升。
在散熱設計方案中,應依據熱輻射將會造成的影響,科學安排變換器控制模塊周邊元器件的相對性部位。當發燙元器件挨近變換器控制模塊時,以便變弱輻射源的加溫效用,在控制模塊和發燙元器件之間應插進隔熱板細薄的鰭片。
2、傳輸散熱
在很多應用中,電源模塊基板上的發熱量要經傳熱元器件傳輸到很遠的散熱表面上。那樣,電源模塊基板的溫度將相當于散熱面的溫度、傳熱元器件的溫度及兩表面的溫度總和。傳熱元器件的熱阻兩者之間長度L成正比,與兩者之間截面積及傳熱率反比,采用適度的原材料和截面積,還可以有效減少傳熱元器件的熱阻。在安裝空間和成本費都容許的情況下,應取用熱阻值最少的散熱器。理應記牢,電源模塊基板溫度稍微減少一點,平均沒有故障的時間(MTBF)就會明顯提升 。
散熱片的生產制造原材料是影響效率的關鍵要素,挑選時務必多方面留意。在絕大多數運用中,電源模塊造成的發熱量將從基板傳輸到散熱器或傳熱元器件上??墒窃陔娫茨K基板和傳熱元器件之間的表面上把造成溫度差,這類溫度差務必加以控制,熱阻串聯在散熱控制回路中,基板的溫度應是表面的溫度和傳熱元器件的溫度總和。
假如不加以控制,表面的溫度上升會非常明顯的。表面的總面積應盡量大一些,而且表面的光滑度理應在5密耳(0.005英尺)之內。為了更好清除表層的凸凹不平,可以在表面填充導熱膠或傳熱墊。)采用適度的對策后,表面的熱阻可降至0.1 ℃/W以下 。
只有減少散熱熱阻(RTH)或降低功耗(Ploss)才可以減少溫度,提升TAmax,開關電源的最大功率跟應用場景溫度相關,影響主要參數包含損耗輸出功率Ploss、熱阻RTH和最高開關電源殼溫TC 。高效率和散熱最佳的開關電源 溫度會較低。在標稱輸出功率輸出時,它們的能用溫度會余量。效率較低或散熱較弱的開關電源的溫度會較高。它們必須風冷或降額應用。
3、對流散熱
對流散熱是愛浦電源變換器最常用的散熱方式,對流一般分成自然對流和強制對流兩種。熱量從發燙物塊表層傳遞到溫度較低的周邊靜止的氣體中,稱之為自然對流;熱量從發燙物塊 表層傳遞到流動性 的氣體中,稱之為強制對流。
自然對流的優勢是非常容易實現、不用電風扇、成本費較低、并且散熱的可信性很高。可是,與強制對流對比,為了達到同樣的基板溫度,所需要散熱器的體積很大。自然對流散熱器設計方案還應留意以下內容:一般散熱器都只給出垂直散熱片的主要參數。水平散熱片散熱實際效果較弱。假如須水平安裝,理應適度地提升散熱器的面積,也可選用強制對流散熱。
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